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C單元　牛頓運動定律 C2　牛頓第二定律　單位制 　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．(2)C2[·重慶卷] 某同學設計了如圖1－10所示的裝置，利用米尺、秒表、輕繩、輕滑輪、軌道、滑塊、托盤和砝碼等器材來測定滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ.滑塊和托盤上分別放有若干砝碼，滑塊質量為M，滑塊上砝碼總質量為m′，托盤和盤中砝碼的總質量為m.實驗中，滑塊在水平軌道上從A到B做初速為零的勻加速直線運動，重力加速度g取10 m/s2. 圖1－10 ①為測量滑塊的加速度a，須測出它在A、B間運動的________與________，計算a的運動學公式是________； ②根據(jù)牛頓運動定律得到a與m的關系為： a＝m－μg 他想通過多次改變m，測出相應的a值，并利用上式來計算μ.若要求a是m的一次函數(shù)，必須使上式中的_______________保持不變，實驗中應將從托盤中取出的砝碼置于_______________； ③實驗得到a與m的關系如圖1－11所示，由此可知μ＝___________(取兩位有效數(shù)字)． 圖1－11 2．C2[·浙江卷] 在“探究加速度與力、質量的關系”實驗時，已提供了小車、一端附有定滑輪的長木板、紙帶、帶小盤的細線、刻度尺、天平、導線．為了完成實驗，還需從下圖中選取實驗器材，其名稱是________，并分別寫出所選器材的作用________． 2．【答案】 學生電源、電磁打點計時器(或電火花計時器)、鉤碼、砝碼　學生電源為打點計時器提供交流電源；電磁打點計時器(電火花計時器)記錄小車運動的位置和時間；鉤碼用以改變小車的質量；砝碼用以改變小車受到拉力的大小，還可用于測量小車質量 3．C2[·天津卷] 如圖所示，A、B兩物塊疊放在一起，在粗糙的水平面上保持相對靜止地向右做勻減速直線運動，運動過程中B受到的摩擦力(　　) 圖1 A．方向向左，大小不變 B．`方向向左，逐漸減小 C. 方向向右，大小不變 D. 方向向右，逐漸減小 4．C2[·北京卷] “蹦極”就是跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關節(jié)處，從幾十米高處跳下的一種極限運動．某人做蹦極運動，所受繩子拉力F的大小隨時間t變化的情況如圖所示．將蹦極過程近似為在豎直方向的運動，重力加速度為g.據(jù)圖可知，此人在蹦極過程中最大加速度約為(　　) A．g B．2g C．3g D．4g 5．C2[·北京卷] 物理關系式不僅反映了物理量之間的關系，也確定了單位間的關系．如關系式U＝IR既反映了電壓、電流和電阻之間的關系，也確定了V(伏)與A(安)和Ω(歐)的乘積等效．現(xiàn)有物理量單位：m(米)、s(秒)、N(牛)、J(焦)、W(瓦)、C(庫)、F(法)、A(安)、Ω(歐)和T(特)，由它們組合成的單位都與電壓單位V(伏)等效的是(　　) A．J/C和N/C B．C/F和T·m2/s C．W/A和C·T·m/s D．W·Ω和T·A·m 6．C2 E3[·北京卷] 如圖所示，長度為l的輕繩上端固定在O點，下端系一質量為m的小球(小球的大小可以忽略)． (1)在水平拉力F的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為α，小球保持靜止．畫出此時小球的受力圖，并求力F的大??； (2)由圖示位置無初速釋放小球，求當小球通過最低點時的速度大小及輕繩對小球的拉力．不計空氣阻力． C3　超重和失重 　　　　　　　　　　　　　　　　　 7．C3[·天津卷] (1)某同學利用測力計研究在豎直方向運行的電梯運動狀態(tài)．他在地面上用測力計測量砝碼的重力，示數(shù)為G.他在電梯中用測力計仍測量同一砝碼的重力，發(fā)現(xiàn)測力計的示數(shù)小于G，由此判斷此時電梯的運動狀態(tài)可能是__________________． C5　牛頓運動定律綜合 　　　　　　　　　　　　　　　　　 8．C5[·課標全國卷] 如圖1－6所示，在光滑水平面上有一質量為m1的足夠長的木板，其上疊放一質量為m2的木塊．假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等．現(xiàn)給木塊施加一隨時間t增大的水平力F＝kt(k是常數(shù))，木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2，下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是(　　) 圖1－6 9．C5[·四川卷] 隨著機動車數(shù)量的增加，交通安全問題日益凸顯．分析交通違法事例，將警示我們遵守交通法規(guī)，珍惜生命．一貨車嚴重超載后的總質量為49 t，以54 km/h的速率勻速行駛．發(fā)現(xiàn)紅燈時司機剎車，貨車即做勻減速直線運動，加速度的大小為2.5 m/s2(不超載時則為5 m/s2)． (1)若前方無阻擋，問從剎車到停下來此貨車在超載及不超載時分別前進多遠？ (2)若超載貨車剎車時正前方25 m處停著總質量為1 t的轎車，兩車將發(fā)生碰撞，設相互作用0.1 s后獲得相同速度，問貨車對轎車的平均沖力多大？ 10．C5 圖1－10 [·山東卷] 如圖1－10所示，在高出水平地面h＝1.8 m的光滑平臺上放置一質量M＝2 kg、由兩種不同材料連接成一體的薄板A，其右段長度l1＝0.2 m且表面光滑，左段表面粗糙．在A最右端放有可視為質點的物塊B，其質量m＝1 kg.B與A左段間動摩擦因數(shù)μ＝0.4.開始時二者均靜止，現(xiàn)對A施加F＝20 N水平向右的恒力，待B脫離A(A尚未露出平臺)后，將A取走．B離開平臺后的落地點與平臺右邊緣的水平距離x＝1.2 m. (取g＝10 m/s2)求： (1)B離開平臺時的速度vB. (2)B從開始運動到剛脫離A時，B運動的時間tB和位移xB. (3)A左端的長度l2. 11．C5[·浙江卷] 如圖所示，甲、乙兩人在冰面上“拔河”．兩人中間位置處有一分界線，約定先使對方過分界線者為贏．若繩子質量不計，冰面可看成光滑，則下列說法正確的是(　　) A．甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是一對平衡力 B．甲對繩的拉力與乙對繩的拉力是作用力與反作用力 C．若甲的質量比乙大，則甲能贏得“拔河”比賽的勝利 D．若乙收繩的速度比甲快，則乙能贏得“拔河”比賽的勝利 12．C5、D2[·江蘇物理卷] 如圖所示，長為L、內壁光滑的直管與水平地面成30°角固定位置．將一質量為m的小球固定在管底，用一輕質光滑細線將小球與質量為M＝km的小物塊相連，小物塊懸掛于管口．現(xiàn)將小球釋放，一段時間后，小物塊落地靜止不動，小球繼續(xù)向上運動，通過管口的轉向裝置后做平拋運動，小球在轉向過程中速率不變．(重力加速度為g) 圖13 (1)求小物塊下落過程中的加速度大?。? (2)求小球從管口拋出時的速度大?。? (3)試證明小球平拋運動的水平位移總小于L. 13．C5[·福建卷] 如圖1－3甲所示，繃緊的水平傳送帶始終以恒定速率v1運行．初速度大小為v2的小物塊從與傳送帶等高的光滑水平地面上的A處滑上傳送帶．若從小物塊滑上傳送帶開始計時，小物塊在傳送帶上運動的v－t圖象(以地面為參考系)如圖1－3乙所示．已知v2＞v1，則(　　) 圖1－3 A. t2時刻，小物塊離A處的距離達到最大 B. t2時刻，小物塊相對傳送帶滑動的距離達到最大 C. 0～t2時間內，小物塊受到的摩擦力方向先向右后向左 D. 0～t3時間內，小物塊始終受到大小不變的摩擦力作用 1．[·福州模擬]手托著書使它做下述各種情況的運動，那么，手對書的作用力最大的情況是(　　) A．向下做勻減速運動 B．向上做勻減速運動 C．向下做勻加速運動 D．向上做勻速運動 2．[·濮陽一模]質量m＝1 kg 的物體在光滑平面上運動，初速度大小為2 m/s.在物體運動的直線上施以一個水平恒力，經(jīng)過t＝1 s，速度大小變?yōu)? m/s，則這個力的大小可能是(　　) A．2 N B．4 N C．6 N D．8 N 3. [·德州模擬 ]如圖L2－2所示，木箱頂端固定一豎直放置的彈簧，彈簧下方有一物塊，木箱靜止時彈簧處于伸長狀態(tài)且物塊與箱底間有壓力．若在某段時間內，物塊對箱底剛好無壓力，則在此段時間內，木箱的運動狀態(tài)可能為(　　) 圖L2－2 A．加速下降 B．加速上升 C．物塊處于失重狀態(tài) D．物塊處于超重狀態(tài) 4．[·泰安模擬]在光滑水平地面上，一物體靜止．現(xiàn)受到水平拉力F的作用，拉力F隨時間t變化的圖象如圖L2－3所示．則(　　) 圖L2－3 A．物體做往復運動 B．0～4 s內物體的位移為零 C．4 s末物體的速度最大 D．0～4 s內拉力對物體做功為零 5．[·聊城模擬]在地面上將一金屬小球豎直向上拋出，上升一定高度后再落回原處，若不考慮空氣阻力，則如圖L2－4所示圖象能正確反映小球的速度、加速度、位移和動能隨時間變化關系的是(取向上為正方向)(　　) A　　　　　　B　　　　　　C　　　　　　D 圖L2－4 6．[·濮陽一模]如圖L2－5所示，質量分別為m、2m的球A、B由輕質彈簧相連后再用細線懸掛在正在豎直向上做勻加速運動的電梯內，細線中的拉力為F，此時突然剪斷細線，在線斷的瞬間，彈簧的彈力的大小和小球A的加速度大小分別為(　　) 圖L2－5 A.，＋g B.，＋g C.，＋g D.，＋g 7．[·鹽城模擬]在“探究加速度與力、質量關系”的實驗中，有四位同學根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了如圖L2－6 所示的四幅圖象，其中不能說明“質量一定時加速度與合外力成正比”或“合外力一定時加速度與質量成反比”的是(　　 ) A　　　　　B　　　　　C　　　　　　D 圖L2－6 8．[·溫州模擬]傳送機的皮帶與水平方向的夾角為α，如圖L2－7所示，將質量為m的物體放在皮帶傳送機上，隨皮帶保持相對靜止一起向下以加速度a(a>gsinα)做勻加速直線運動，則下列關于小物塊在運動過程的說法中正確的是(　　 ) 圖L2－7 A．支持力與靜摩擦力的合力大小等于mg B．靜摩擦力對小物塊一定做正功 C．靜摩擦力的大小可能等于mgsinα D．皮帶與滑塊的動摩擦因數(shù)一定大于tanα 9．·三明模擬年初，我國南方多次遭受嚴重的冰災，給交通運輸帶來巨大的影響．已知汽車橡膠輪胎與普通路面的動摩擦因數(shù)為0.7，與冰面的動摩擦因數(shù)為0.1.當汽車以某一速度沿水平普通路面行駛時，急剎車后(設車輪立即停止轉動)，汽車要滑行14 m才能停下．那么，在冰凍天氣，該汽車若以同樣速度在結了冰的水平路面上行駛，急剎車后汽車繼續(xù)滑行的距離增大了多少？ 10．[·濟寧模]擬如圖所示，質量為80 kg的物體放在安裝在小車上的水平磅秤上，小車在平行于斜面的拉力F作用下沿斜面無摩擦地向上運動，現(xiàn)觀察到物體在磅秤上讀數(shù)為1000 N．已知斜面傾角θ＝30°，小車與磅秤的總質量為20 kg. (1)拉力F為多少？ (2)物體對磅秤的靜摩擦力為多少？ (3)若小車與斜面間有摩擦，動摩擦因數(shù)為，斜面質量為100 kg，試求斜面對地面的壓力和摩擦力分別為多少？(A一直靜止在地面上) C單元　牛頓運動定律 C2　牛頓第二定律　單位制 　　　　　　　　　　　　　　　　　 1．(2)C2[·重慶卷] 【答案】 ①位移s　時間t a＝?、趍′＋m　滑塊上?、?.23(0.21～0.25) 【解析】 ①由s＝at2知，要測量滑塊的加速度a只需測量滑塊的位移s和滑行時間t，此時a＝. ②若要求a是m的一次函數(shù)，只需保持不變，即(m′＋m)不變，故實驗時應將從托盤中取出的砝碼置于滑塊上． ③由圖象可知，圖象過(69.0×10－3,0.43)和(64.0×10－3,0.23)兩點，將之代入a＝m－μg，解得：μ＝0.23. 2．【答案】 學生電源、電磁打點計時器(或電火花計時器)、鉤碼、砝碼　學生電源為打點計時器提供交流電源；電磁打點計時器(電火花計時器)記錄小車運動的位置和時間；鉤碼用以改變小車的質量；砝碼用以改變小車受到拉力的大小，還可用于測量小車質量 【解析】 根據(jù)“探究加速度與力、質量關系”實驗，結合所提供與供選擇的實驗器材，可以確定相應的實驗方案，進一步可以確定需要選擇的實驗器材． 3．[·天津卷] A　【解析】 A、B一起往右做勻減速直線運動，說明兩個問題：①加速度a大小不變；②加速度a方向向左．對B物體受力分析，由牛頓第二定律F＝ma可知：B受到的摩擦力方向向左，大小不變，A正確． 4．C2[·北京卷] B　【解析】 從圖中可以看出，當人靜止時，所受到的拉力為0.6F0，即0.6F0＝mg.當合力最大時，加速度最大．最大的拉力從圖中可知為1.8F0＝3mg，由牛頓第二定律可得F－mg＝ma，代入數(shù)據(jù)可知，a＝2g，B項正確． 5．C2[·北京卷] B　【解析】 由公式W＝UIt＝UQ可得，J/C與電壓單位V等效，由F＝Eq可得，N/C為電場強度的單位，與電壓單位V不等效，A項錯誤．由公式Q＝CU、E＝BLv＝可知，C/F、T·m2/s與電壓單位V等效，B項正確．由P＝UI可知，W/A與電壓單位V等效，C·T·m/s＝A·s··＝N，所以C·T·m/s與力的單位N等效，C項錯誤．由P＝可知，W·Ω與電壓單位V等效，T·A·m＝·A·m＝N，所以T·A·m與力的單位N等效，D項錯誤． 6． C3　超重和失重 　　　　　　　　　　　　　　　　　 7．(1)[·天津卷] 【答案】 減速上升或加速下降 【解析】 測力計在電梯中的示數(shù)即為視重，靜止在地面時的示數(shù)表示物體的實重，依題意，視重小于實重，物體處于失重狀態(tài)，物體要么往上減速，要么往下加速． 　　　　　　　　　　　　　　　　 圖1－6 8．【解析】 A　當拉力F很小時，木塊和木板一起加速運動，由牛頓第二定律，對木塊和木板：F＝(m1＋m2)a，故a1＝a2＝a＝＝t；當拉力很大時，木塊和木板將發(fā)生相對運動，對木板：μm2g＝m1a1，得a1＝，對木塊：F－μm2g＝m1a2，得a2＝＝t－μg，A正確． 9．【解析】 (1)設貨車剎車時速度大小為v0，加速度大小為a，末速度大小為vt，剎車距離為s s＝① 代入數(shù)據(jù)，得 超載時s1＝45 m② 若不超載s2＝22.5 m③ (2)設貨車剎車后經(jīng)s′＝25 m與轎車碰撞時的初速度大小為v1 v1＝④ 設碰撞后兩車共同速度為v2，貨車質量為M，轎車質量為m，由動量守恒定律 Mv1＝(M＋m)v2⑤ 設貨車對轎車的作用時間為Δt、平均沖力大小為，由動量定理 Δt＝mv2⑥ 聯(lián)立④⑤⑥式，代入數(shù)據(jù)得 ＝9.8×104 N⑦ 10．【解析】 (1)設物塊平拋運動的時間為t，由運動學可得 h＝gt2① x＝vBt② 聯(lián)立①②式，代入數(shù)據(jù)得 vB＝2 m/s③ (2)設B的加速度為aB，由牛頓第二定律和運動學的知識得 μmg＝maB④ vB＝aBtB⑤ xB＝aBt⑥ 聯(lián)立③④⑤⑥式，代入數(shù)據(jù)得 tB＝0.5 s⑦ xB＝0.5 m⑧ (3)設B剛開始運動時A的速度為v1，由動能定理得 Fl1＝Mv⑨ 設B運動后A的加速度為aA，由牛頓第二定律和運動學的知識得 F－μmg＝MaA⑩ l2＋xB＝v1tB＋aAt 聯(lián)立⑦⑧⑨⑩式，代入數(shù)據(jù)得 l2＝1.5 m 11．【解析】 C　甲、乙兩人在冰面上拔河，甲對繩的拉力與繩對甲的拉力是作用力與反作用力，A選項錯誤；甲對繩的拉力與乙對繩的拉力都作用在繩上，故不是作用力與反作用力，B選項錯誤；由于繩子質量不計，且冰面可看成光滑，繩對甲、乙的作用力大小相等，若甲的質量大，則甲的加速度小，相等時間通過的位移小，后過分界線，故甲能贏得比賽的勝利，C選項正確；是否贏得比賽主要看兩人加速度的大小，跟收繩的速度大小無關，故D選項錯誤． 12．C5、D2[·江蘇物理卷]【解析】 (1)設細線中的張力為T，根據(jù)牛頓第二定律 Mg－T＝Ma T－mgsin30°＝ma 且M＝km 解得a＝g (2)設M落地時的速度大小為v，m射出管口時速度大小為v0，M落地后m的加速度為a0. 根據(jù)牛頓第二定律－mgsin30°＝ma0 又由勻變速直線運動， v2＝2aLsin30°， v－v2＝2a0L(1－sin30°) 解得v0＝　(k>2) (3)平拋運動 x＝v0t Lsin30°＝gt2 解得x＝L 則xgsinα，說明靜摩擦力沿傳送帶向下，而小物塊運動方向也向下，故靜摩擦力對小物塊一定做正功，B對；由牛頓第二定律：mgsinα＋f＝ma，因為a比gsinα大多少不知道，所以靜摩擦力的大小可能等于mgsinα，C對；由以上分析可知，靜摩擦力f是有可能小于mgsinα的，由f＝μFN＝μmgcosα，因此說“皮帶與滑塊的動摩擦因數(shù)一定大于tanα”是錯的，D錯． 9．【解析】 設初速度為v0，當汽車在水平普通路面上急剎車時， μ1mg＝ma1 得a1＝μ1g＝7 m/s2 v＝2a1x1 得v0＝1＝14m/s 當汽車在水平冰面上急剎車時， μ2mg＝ma2 得a2＝μ2g＝1 m/s2 v＝2a2x2 得x2＝98 m 因此，急剎車后汽車繼續(xù)滑行的距離增大了 Δx＝x2－x1＝84 m 10．【解析】 (1)選物體為研究對象，受力分析如圖所示： 將加速度a沿水平和豎直方向分解，則有： FN1－mg＝masinθ 解得a＝5 m/s2 取小車、物體、磅秤這個整體為研究對象，受力分析如圖所示：